[发明专利]光纤通信光接收单元结构

说明书

本发明提供一种光纤通信光接收单元结构，包括：光复用/解复用单元、多个光探测器、后级电学传输单元；密集波分复用光信号通过光复用/解复用单元按照波长解复用后，不同波长的光信号分别引到单独的光探测器上，各光探测器分别把所处理波长的光信号转换成电信号；后级电学传输单元对多个光探测器输出的电信号进行排布和整理，然后输出。光探测器中的光交叉开关用于将同一个波长的光信号按照该波段信号的时间间隔进行调配，把按照时间顺序分割的每个光信号调配给各单独的光电转换元件；各光电转换元件根据获得光信号时间先后，进行光电转换。本发明可处理比单个光探测器响应频率大得多的光信号，实现探测器的带宽倍增。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种光接收单元。

背景技术

近几年通信网络发展迅速，随着光纤通信的广泛普及，通信网络面临着提供更快传输速率、更短时延、更高频带以及更低运营成本的迫切需求。由于目前光纤资源紧张，新铺设费用高，且基站分布距离较远，小型可插拔(SFP+) 封装的单纤双向光收发模块的需求逐步增大。

SFP双向光收发模块分为光接收和光发射两部分，其中光接收部分由光接收器，跨阻放大器，限幅放大器以及相应的供电器件组成。这些组件中影响带宽的主要器件是光接收器，光接收器一般分为PIN和APD两种。光接收器的带宽是由其响应速度决定的，而影响响应速度的因素包括：光生电子渡越时间，电容，耗尽区外载流子扩散的时间延迟等，而这些因素跟光探测器本身的设计和材料有关。所以对于光探测器来讲，都有一个最大的工作频率，如果超过这个频率，那么探测器就会因为没有足够的时间完成光电转换和电子转移过程而出现噪声，增大误码率。

本文中PIN指PIN光电二极管，APD是指雪崩光二极管（Avalanche Photo Diode）。

而未来光通信对带宽的要求越来越大，如果在现有条件下，光探测器的响应速度不能有突破，那么未来光探测器就会严重制约光通信带宽的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种光纤通信光接收单元结构，利用阵列式排布光探测器和光探测器内的光电转换单元；使得每一个光电探测器的光电转换单元都可以独立工作；通过光交叉开关，将同一波长的光信号分别导入不同的探测器光电转换单元上，这样每个探测器光电转换单元执行光电转换时，其他的信号不会影响它，使其有足够的时间来实现光电激发，载流子渡越等过程，这样整个阵列就可以处理比单个探测器响应频率大得多的光信号，实现探测器的带宽倍增。本发明采用的技术方案是：

一种光纤通信光接收单元结构，包括：光复用/解复用单元、多个光探测器、后级电学传输单元；

密集波分复用光信号通过光复用/解复用单元按照波长解复用后，不同波长的光信号分别引到单独的光探测器上，各光探测器分别把所处理波长的光信号转换成电信号；

后级电学传输单元对多个光探测器输出的电信号进行排布和整理，然后输出。

进一步地，

所述光探测器包括：一个光交叉开关、多个光电转换元件、与光电转换元件数量一致且一一对应的多个信号处理单元、一个前级电学传输单元；

光交叉开关用于将同一个波长的光信号按照该波段信号的时间间隔进行调配，把按照时间顺序分割的每个光信号调配给各单独的光电转换元件；

各光电转换元件根据获得光信号时间先后，进行光电转换，每个光电转换元件输出的电信号进入各自对应的信号处理单元；所有信号处理单元的输出电信号进入前级电学传输单元，在前级电学传输单元中重新排布后，按照时间顺序导出。

或，进一步地，

所述光探测器包括：一个光交叉开关、多个光电转换元件、一个信号处理单元、一个前级电学传输单元；